## Penentuan Koefisien Viskositas Air dengan Aliran Kapiler
Dwi Sulistyaningsih 1* , Ishafit 2 , Ifa Rifatul Mahmudah 1 , Eko Sujarwanto 1
1 Program Studi Pendidikan Fisika,Universitas Siliwangi
2 Program Studi Pendidikan Fisika, Universitas Ahmad Dahlan
* e-mail korespondensi: dwi.sulistyaningsih@unsil.ac.id
(Masuk: 17-06-2019; revisi: 25-06-2019; diterima: 22-07-2019)
Abstrak :  Percobaan  untuk  menentukan  koefisien  viskositas  air  dengan  aliran kapiler  dilakukan  dengan  cara  mengatur  ketinggian  air  dalam beaker glass ( h ) terhadap pipa kapiler. Panjang pipa kapiler 9 cm dan diameter dalamnya 0,1 cm. Percobaan dilakukan sebanyak lima kali untuk ketinggian air dalam beaker glass ( h ) sebesar 3 cm; 3,5 cm; 4 cm; 4,5 cm dan 5 cm. Ketinggian air dalam beaker glass ( h )  dijaga  konstan.  Setelah  ketinggian  airnya  diatur,  jumlah  volume  air  yang menetes melalui  pipa  kapiler  selama  40  s dibaca  menggunakan  gelas  ukur.  Vol- ume dan waktu diketahui, maka debit air ( Q ) dapat dihitung yaitu volume dibagi waktu.  Analisis  data  dengan fitting data  menurut  garis  lurus  grafik  hubungan antara  ketinggian  air  dalam beaker glass ( h )  dengan  debit  air  ( Q ).  Dari  hasil percobaan  diperoleh  koefisien  viskositas  ( η )  air  pada  suhu  20 o adalah  (1,070  ± 0,006) x 10 -3 Ns/m 2 , dengan akurasi sebesar 6,9%.
Kata kunci : Viskositas, Aliran Kapiler

## Pendahuluan
Fluida  merupakan  bagian  yang  di- golongkan dalam materi selain dari benda padat  yang  dipandang  secara  makros- kopik. Fluida adalah suatu zat yang dapat mengalir  (Halliday  and  Resnick,  1985). Istilah fluida seperti itu dapat menjadikan bagiannya termasuk cairan dan gas.
Fluida  adalah  kumpulan  molekul yang  tersusun  secara  acak  dan  melekat bersama-sama  akibat  suatu  gaya  kohesi lemah  akibat  gaya-gaya  yang  dikerjakan oleh  dinding-dinding  wadah  (Serwey  and Jewet, 2009). Sehingga dari pengertian ini juga dapat menggolongkan cairan dan gas ke  dalam  bagian  fluida.  Salah  satu  yang dikenal adalah air yang merupakan golon- gan dari fluida.
Viskositas  adalah  gesekan  internal fluida.  Gaya  viskos  melawan  gerakan sebagian fluida relatif terhadap yang lain. Viskositas  adalah  alasan  diperlukannya usaha  untuk  mendayung  perahu  melalui air  yang  tenang,  tetapi  juga  merupakan alasan mengapa dayung bisa bekerja. Efek viskos  merupakan  hal  yang  penting  di dalam  aliran  fluida  dalam  pipa,  aliran darah,  pelumasan  bagian  dalam  mesin,
dan  contoh  keadaan  lainnya  (Young  and Freedman, 2002).
Penentuan  besarnya  koefisien  dari zat  cair  dapat  dilakukan  dengan  berbagai metode, antara lain dengan menggunakan hukum  Stokes  dan  menggunakan  aliran pipa kapiler. Percobaan dengan menggunakan  hukum  Stokes  pernah dilakukan  oleh  M.  Minan  Chusni,  dkk dengan judul Penentuan Koefisien Kekentalan  Air  dengan  Koreksi  Efek Dinding  Menggunakan  Hukum  Stokes. Metode  yang  digunakan  adalah  dengan menjatuhkan  bola  logam  pada  ketinggian yang  bervariasi  ke  dalam  tabung  kaca yang  berisi  air  dan  mencatat  waktunya. Nilai  koefisien  kekentalan  air  yang diperoleh  pada  suhu  20 o adalah  (0,37  ± 0,01)  poise, dimana 1 poise = 10 -1 Ns/m². Dalam  percobaan  ini,  penenetuan koefisien  viskositas  air  akan  dilakukan dengan  menggunakan  metode  aliran kapiler yaitu dengan mengatur ketinggian air  di  dalam beaker glass terhadap  pipa kapiler,  lalu  jumlah  air  yang  menetes melalui pipa kapiler dibagi waktu dihitung sebagai  debit  air.  Sehingga  koefisien viskositas  air  dapat  dihitung.  Percobaan
ini bertujuan untuk menentukan besarnya koefisien viskositas air pada suhu tertentu melalui  percobaan,  kemudian  dibanding- kan  dengan  besarnya  koefisien  viskositas air dalam tabel.

## MetodePenelitian
Percobaan penentuan koefisien vis- kositas air dengan aliran kapiler menggunakan  susunan  alat  penelitian seperti pada gambar 1.

## Gambar 1. Susunan alat penelitian

## Alat dan Bahan
1. Pipa kapiler (diameter 0,1 cm ; panjang 9 cm)
2. Beaker glass 1000 ml
3. Pipa kaca (panjang 10 cm)
4. Penyumbat
5. Gelas ukur 25 ml
6. Stopwatch
7. Thermometer
8. Penggaris 30 cm
9. Air
10. Pompa air
11. Selang air
12. Papan penyangga
13. Toples plastik

## Prosedur
1. Dirangkai  alat  penelitian  seperti pada gambar 2.
2. Ketinggian  air  dalam beaker glass
( h )  diatur  dengan  mengatur  tinggi pipa  kaca.  Aliri  air  secara  terus menerus.
3. Volume  air  yang  menetes  melalui pipa  kapiler  selama  40  s  dibaca dengan gelas ukur.
4. Langkah  2  dan  3  diulangi  untuk ketinggian  air  dalam beaker glass ( h )  yang  berbeda  sebanyak  5  kali percobaan.
5. Suhu air diukur.
6. Data  yang  diperoleh  dicatat  dan  di- masukkan dalam tabel.
7. Dilakukan analisis data
a. Penentuan debit air
Debit  air  dihitung  menggunakan persamaan (1).
t V
Q = (1)
b. Penentuan koefisien viskositas Fitting data  menurut  garis  lurus grafik debit ( Q ) terhadap ketinggian  air  dalam beaker  glass ( h ).  Koefisien  viskositas  dicari dengan  menggunakan  persamaan (2).
h l a g Q   8 4 = (2)
dengan a adalah  jari-jari  pipa  ka- piler  dan l adalah  panjang  pipa kapiler (Tyler, 1967).
Gambar 2. Alat penelitian

## Hasil dan Pembahasan
Data  hasil  penelitian  disajikan  pa- da  tabel  1.  Data pada  tabel  1  selanjutnya dibuat  grafik  dan  di- fitting menurut  garis
lurus  sesuai  persamaan  (2)  dan  diperoleh hasil  seperti  yang  ditunjukkan  pada gambar 3.
Tabel 1. Data hasil penelitian No. h(m) V(m 3 ) t(s) Q(m 3 /s) 1 0,030 7,5 x10 -6 40 1,875 x10 -7 2 0,035 8,0 x10 -6 40 2,000 x10 -7 3 0,040 8,5 x10 -6 40 2,125 x10 -7 4 0,045 9,0 x10 -6 40 2,250 x10 -7 5 0,050 9,5 x10 -6 40 2,375 x10 -7
Gambar 3. Grafik hubungan antara debit air ( Q ) dengan ketinggian air dalam beaker glass ( h )
Dari  grafik  diperoleh  nilai  gradien ( m ) = 2,5x10 -6 , sedangkan ralat untuk nilai gradien ( m ) dicari dengan software Logger Pro diperoleh sebesar S m = 1,15x10 -19 . Un- tuk  menghitung  nilai  koefisien  viskositas air,  maka  menggunakan  persamaan 𝑚 = 𝑔 𝜌𝜋𝑎⁴ 8𝑙𝜂 sehingga hasil yang diperoleh adalah η =  1,07x10 -3 Ns/m².  Adapun  ralat  nilai koefisien  viskositas  air  adalah  S η = 5,94x10 -6 Ns/m².

## Penutup
Dari  hasil  analisis  diatas  dapat diperoleh  kesimpulan  bahwa  besarnya koefisien  viskositas  air  pada  suhu  20 ᵒ adalah  (1,070  ±  0,006)x10 -3 Ns/m². Hasil tersebut  sudah  cukup  baik  dilihat  dari tingkat akurasinya sebesar 6,9 %.
Pada percobaan lainnya disarankan lebih teliti  dalam  melakukan  pengukuran  dan dalam  menjaga  ketinggian  air  agar  tetap konstan,  sebab  hal  tersebut  dapat mempengaruhi  tekanan  air  di  dalam beaker glass ,  sehingga  hasil  yang didapatkan  akan  lebih  mendekati  nilai referensi  dalam  tabel  yaitu  sebesar 1,0x10 -3 Ns/m².
Referensi Halliday,  David.,  and  Resnick,  Robert. Physics, 3 rd Edition . 1978. Alih ba- hasa  Erwin  Sucipto.  Fisika  Edisi Ke  3  Jilid  1.  1985.  Jakarta :  Er- langga.
M.Minan  Chusni,  dkk.  (2012).  Penentuan Koefisien  Kekentalan  Air  dengan
y = 2,5E-06x + 1E-07 R² = 1 1.60E-07 1.80E-07 2.00E-07 2.20E-07 2.40E-07 2.60E-07 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 D eb it a ir (m ³) Ketinggian air (m)
Koreksi Efek Dinding Menggunakan Hukum Stokes. Prosiding  Pertemuan  Ilmiah  XXVI
HFI Jateng dan DIY. Serwey,  R.A.,  and  Jewet,  J.W. Physics  for Scientists and Engineers with Mod- ern  Physics. 2004.  Alih  bahasa Chriswan  Sungkono.  Fisika  untuk Sains  dan  Teknik.  2009.  Jakarta: Salemba Teknika. Tyler,F.  1967. A  Laboratory  Manual  of Physics . London: Edward Arnold. Young,  H.  D.,  Freedman,  R.  A.  2002. Fisika  Universitas  Edisi  Kesepuluh Jilid I . Jakatra: Erlangga.
.